Ohjelma-alueet

Neurotieteen tutkimusohjelma koostuu seuraavista ohjelma-alueista:

I. Molekyyli-ja solutason neurotiede:

Osioon kuuluvat hankkeet, jotka perustuvat olennaisesti moderneihin molekyyli- ja solubiologian menetelmiin. Aihepiiriltään tämä osio on laaja ja käsittää mm. hermoston aktiivisuuden indusoimia signalointitapahtumia, hermosolujen rakennetta ja toimintaa selvittävää tutkimusta sekä transgeenisten eläinmallien kehittämistä ja käyttöä hermoston toiminnan ja sairauksien ymmärtämiseksi.

Molekyyli-ja solutason neurotiede on usein osana hermoston kehitystä, plastisuutta, regeneraatiota ja sairauksia selvittävässä työssä tai systeemitason neurotieteessä (ks. osiot II-IV). Toisaalta keskeisten molekulaaristen mekanismien selvittäminen esimerkiksi synaptisessa signaalivälityksessä voi edetä rakennebiologian metodeja käyttäen kemian ja fysiikan suuntaan.

II.Hermoston kehitys, muovautuvuus ja korjausmekanismit:

Tähän osioon kuuluvat hankkeet, joissa tutkitaan hermoston kehitykseen, muovautuvuuteen ja korjausmekanismeihin liittyviä kysymyksiä. Hermosto toimii organisoituneena hermosolujen verkkona, jonka kehittyminen sekä vaurion jälkeinen korjaantuminen edellyttää hermosolujen aktiivisuuteen perustuvaa muovautuvuutta.

Kehityksen, muovautuvuuden ja korjautuvuuden tutkimuksessa hyödynnetään näin ollen samanlaisia lähestymistapoja ja tutkimusmenetelmiä. Tähän osioon kuuluu myös voimakkaasti kasvava hermoston kantasolujen tutkimus.  Menetelmällisesti osio on monipuolinen ja sillä on selviä yhteyksiä ohjelman muihin osioihin.

III. Systeeminen ja kognitiivinen neurotiede:

Systeemisessä neurotieteessä tutkitaan neuraalisten järjestelmien toimintaa osana koko organismia. Olennainen kysymys on, kuinka neuronit ja neuroniryhmät muodostavat toiminnallisia verkkoja. Systeeminen neurotiede muodostaa linkin ns. korkeampien kognitiivisten toimintojen ja solu- ja molekyylitason neurotieteiden välille. Olennaisena lähtökohtana on se, että neuraalinen systeemi ei ole vain osiensa summa vaan sen systeemiset ominaisuudet tuottavat yllättäviä ja erittäin kompleksisia toimintoja. Kognitiivinen neurotiede, keskeisenä osana systeemistä neurotiedettä, pyrkii selvittämään miten aivot tuottavat mentaalisia ilmiöitä.

Systeemisen ja kognitiivisen neurotieteen osioon kuuluvat hankkeet, joissa tutkitaan mm. sosiaaliseen vuorovaikutukseen, päätöksentekoon, havaitsemiseen, tarkkaavaisuuteen, muistiin, oppimiseen, emootioihin, vireystilan ja unen säätelyyn ja elimistön homeostaattiseen säätelyyn liittyviä kysymyksiä. Osio on menetelmällisesti laaja, ja lähestymistavat voivat vaihdella käyttäytymistieteistä molekyylibiologiaan. Aivojen kuvantamismenetelmät ovat keskeisessä roolissa tässä osioissa.

IV.Hermoston sairauksien tutkimus:

WHO:n, Harvardin yliopiston ja Maailmanpankin yhteistyönä tehdyn tutkimuksen (Global Burden of Disease, 2000) perusteella hermoston sairaudet ovat syynä 35%:ssa kaikkien sairauksien aiheuttamasta taakasta (arvioituna mitarilla Disease adjusted life years, DALY) Euroopassa.

Suomessa STAKESin tilastojen mukaan (1991) seitsemän eniten kustannuksia aiheuttavien sairauksien joukossa neljä ensimmäistä sijaa menevät hermoston sairauksille, kärjessä mielenterveyden häiriöt, dementia, aivoverenkiertohäriöt, neuroosit ja kuudentena ovat vielä kehitykselliset hermoston häiriöt. Hermoston sairauksien merkitys tulee huomattavasti kasvamaan lähivuosikymmeninä väestön ikääntyessä. Tarvitsemme uusia tehokkaita hoitoja ja keinoja sairauksien ehkäisyyn, siten sairauksien syntymekanismien ymmärtäminen on tärkeää.

Tähän osioon kuuluu hermoston tutkimus, joka lähtee sairauksien mekanismien selvittämisestä. Tautimallien kehittäminen on keskeinen osa tätä tutkimusta. Menetelmällisesti osio kattaa kaikki keskeiset neurotieteen menetelmät kuvantamisesta sähköfysiologiaan, genetiikkaan sekä solu- ja molekyylibiologisiin menetelmiin. Tutkimuksessa voidaan hyödyntää myös Suomen ainutlaatuisia potilaskohortteja ja molekyyliepidemiologian menetelmiä.

V. Neuroinformatiikka ja neuroteknologia:

Tärkeä osa neurotieteiden tutkimuskokonaisuutta on neuroinformatiikka, johon luetaan tässä mukaan laskennallinen neurotiede. Neuroinformatiikassa kehitetään neurotieteellisen tutkimusaineiston tietokantoja, signaalianalyysimenetelmiä, analyyttisiä ja mallinnustyökaluja sekä aivojen rakenteen ja toiminnan laskennallisia malleja.

Neuroinformatiikka yhdistää neurotieteen eri osa-alueita ja pyrkii luomaan synteesiä niiden välille. Tähän osioon luetaan myös hankkeet, joissa tutkitaan neuroteknologisten sovellusten kehittämistä. Neuroteknologialla tarkoitetaan menetelmiä, joilla pyritään vaikuttamaan keskushermoston toimintaan halutun (hoito)vaikutuksen saavuttamiseksi. Keskeinen osa-alue neuroteknologiassa on erityyppisten neuroproteesien kehittäminen.

VI. Neurotieteeseen liittyvät eettiset, filosofiset ja sosiokulttuuriset kysymykset:

Tähän osion aiheita ovat mm.

(1) neurofilosofia, eli modernin neurotieteen vaikutus perinteisesti filosofisina pidettyihin ongelmiin, käsityksiin ja teorioihin ihmismielen ja -aivojen perimmäisestä luonteesta sekä mielen suhteesta aivoihin (esim. tietoisuuden, minuuden ja tahdon luonne neurotieteen valossa),
(2) neurotieteeseen liittyvät tieteenfilosofiset kysymykset, kuten neuraalisten ilmiöiden ja järjestelmien selittämiseen, mittaamiseen, kuvantamiseen ja mallintamiseen tai teorianmuodostukseen liittyvät perustavanlaatuiset kysymykset sekä tieteellisen kehityksen tai muutoksen luonnetta neurotieteessä selvittävät tutkimusaiheet,
(3) neuroetiikka eli neurotieteen menetelmiin, tuloksiin ja (tulevaisuuden) sovellutuksiin liittyvät eettiset kysymykset ja ongelmat, sekä
(4) neurotieteiden sosiokulttuuriset vaikutukset, eli neurotieteiden ja niiden sovellusten aikaansaamien yhteiskunnallisten ja kulttuuristen muutosprosessien tutkimus.